DCS逻辑实现发电厂380V厂用电BZT

余亚林 王忠海

（1.广州粤能电力科技开发有限公司，广州 510080；2.南海发电一厂有限公司，广东，佛山 528211）

南海发电一厂水煤浆技改工程电气专业改造设计中，将净化变、公用变、＃1 综合变、#2 综合变、#2低厂变等5 台低压厂用变压器的电气硬接线操作回路取消，改由DCS 进行操作，上述5 台变压器所接带的380V 段的BZT 回路按照设计保持原有BZT 二次回路不变，BZT 联锁开关BK 则集中放置在＃2 机电子间的电气辅助屏。按照此设计，在正常运行时进行380V段工作电源和备用电源之间的切换时，运行人员将不得不在DCS 界面操作开关的同时，还得去电子间操作BK 开关，这样的设计不方便运行操作、不利于运行监视、增加了误操作的几率。

为了解决上述问题，我们设想利用DCS 逻辑来实现380V 厂用电BZT，用DCS 组态逻辑来取代传统电气二次回路。这样，首先是要根据传统BZT 的功能来设计出DCS 逻辑回路，然后通过试验验证逻辑的正确性和完整性，最后投入实际运行。

1 BZT 电气二次回路说明

以＃2 低厂变为例，其电气一次接线图如图1所示，BZT 二次回路图如图2所示。传统BZT 电气二次回路可以实现的功能归纳如下。

图1 #2 低厂变工作电源及备用电源一次接线图

图2 #2 低厂变BZT 二次回路图

1）任何原因高压侧开关跳闸时，联跳低压侧工作电源开关，BZT 出口动作于联动合闸低备变高压侧开关和对应的380V 备用电源开关。

2）380V 工作段母线电压低于整定值且备用电源有压时，经过延时1.5s 将工作电源开关跳闸，BZT 出口。

3）任何原因380V 工作电源开关跳闸时，BZT 出口。

4）BZT 出口备用电源开关合闸成功时，如果备用分支过流动作，后加速0s 跳闸备用电源开关。

5）BSJ 时间继电器用来保证BZT 出口动作一次，延时返回时间≥0.8s。

6）380V 工作段PT 辅助接点YH 在PT 刀闸合上时闭合，PT 刀闸拉开时断开。

7）380V 工作段失压信号取自380V 工作段PT 的AB相和BC 相两个低电压信号的串连，备用电源有压的信号取自低备变6kV 侧PT 的AC 线电压。

8）BZT 回路带有低电压联跳工作电源开关压板和高压侧开关联跳低压侧开关压板。

2 DCS 设计方案

从DCS 系统逻辑实现BZT 的原理图（见图3）可以看出，逻辑回路可以实现原有电气硬接线回路的所有功能，BK 开关、两个联锁压板均在DCS 界面上操作。

图3 DCS 逻辑组态实现BZT 原理图

设计逻辑功能稍作改进的部分是：

1）原有回路失压信号取自380V 工作段PT 的AB 相和BC 相两个低电压信号的串连，而逻辑回路只取380V 工作段PT 的AC 线电压，为了防止PT电压回路断线，加进PT 电压回路断线信号。

2）为防止出口工作电源开关跳位接点误动，加进工作分支无流检测。

3）按照先行BZT 逻辑的设计习惯，取消PT 辅助接点YH。

3 设计方案试验

设计方案试验时的基本运行工况为：启备变带6KV ΙΙA、ΙΙB 段运行；＃2 低厂变运行；380V 工作ΙΙA 段由工作电源开关3431 供电，3430 备用，380V 工作ΙΙB 段由备用电源接带；DCS 系统380V 工作ΙΙA 段BK 开关投入；380V 工作ΙΙA 段低电压联跳3431 开关压板和高压侧6343 开关联跳低压侧3431 开关压板投入，低电压延时整定为1.2s（加上逻辑页面的执行周期约等于1.5s）。

在DCS 逻辑里设立临时的SOE 信号采集回路，便于计算BZT 逻辑的动作时间，信号采集点分别为：①低电压出口；②跳3431；③3431 分位；④BZT出口；⑤合3430；⑥3430 合位；⑦BSJ 返回。

试验项目如下：

1）DCS 逻辑页面的执行周期设为200ms。在基本运行工况下，退出380V 工作ΙΙA 段低电压联跳3431 开关压板，手动断开6343 开关，观察3431 开关和3430 开关动作情况并记录动作时间。

2）将DCS 逻辑页面的执行周期设为100ms，重复上述试验步骤。

3）DCS 逻辑页面的执行周期设为200ms。在基本运行工况下，取下380V 工作段ΙΙA 段PT 二次侧的A 相保险，此时断线闭锁动作，BZT 逻辑闭锁起动；再取下C 相保险，断线闭锁解除，低电压延时起动，观察3431 开关和3430 开关的动作情况并记录动作时间。

4）将DCS 逻辑页面的执行周期设为100ms，重复上述试验步骤。

为保证逻辑的正确性及是满足正常运行要求，设计方案试验的检验标准如下：

1）通过上述试验项目的动作情况判别逻辑的正确性。

2）通过逻辑的动作情况来检查逻辑的完整性和合理性。

3）通过所记录的动作时间来分析DCS 页面执行时间对BZT 逻辑的影响。

4 试验结果分析

上述试验项目组织试验完成后，通过SOE 采集到的时间数据（详见表1数据）表明：试验过程中逻辑动作准确。当DCS 逻辑页面的执行周期设为100ms 时，高联低联锁试验从跳3431指令信号到3430合位信号时间差为0.747ms，低电压联锁试验从跳3431 指令信号到3430合位信号时间差为0.715ms，低电压开始到BZT完成的时间为2.036s。当DCS 逻辑页面的执行周期设为200ms 时，高联低联锁试验从跳3431 指令信号到3430 合位信号时间差为0.922ms，低电压联锁试验从跳3431 指令信号到3430 合位信号时间差为0.976ms，低电压开始到BZT 完成的时间为2.346s。

表1 DCS 逻辑实现380V 厂用电BZT 试验项目及数据

根据传统二次回路对BZT 装置的要求如下：

1）只有当工作电源开关断开以后，备用电源才能投入。本BZT 回路采用工作电源开关的分位接点来启动合闸备用电源开关，满足要求。

2）工作母线不论何种原因失压时，BZT 都应动作。本BZT 回路采用母线AC 线电压和断线信号来共同判别母线是否失压，满足要求。

3）BZT 装置只允许投入一次。本逻辑回路采用延时返回（时间整定为2s）的Timer 模块（TD_Off模式）来保证BZT 只动作一次。

4）备用电源自动投入的动作时间，应使负荷停电的时间尽可能短为原则，以 1～1.5s 为宜。DCS逻辑实现BZT 时，除开关的动作时间之外，还需要执行两个逻辑页面，当页面执行时间设为100ms 时，BZT 的动作时间要增加200ms 左右；当页面执行时间设为200ms 时，BZT 的动作时间要增加400ms 左右，但整个切换时间均不超过1s。本逻辑满足要求。

5）当备用电源无压时，BZT 不应动作。本逻辑设有备用电源有压判别，满足此要求。

6）如备用电源投于故障设备，应加速动作跳闸。本逻辑设有后加速回路。

5 方案的实际应用

通过本次试验及数据分析，DCS 实现380V 工作ΙΙA 段厂用电BZT 逻辑回路逻辑完整、动作正确，能够满足设备系统安全运行和正常操作维护的要求，具备投入条件。

在DCS 逻辑实现380V 厂用电的试验报告得到发电厂总工批准之后， 380V 工作ΙΙA 段厂用电BZT采用DCS 逻辑实现并投入正式运行，380V 工作ΙΙB段厂用电BZT 采用DCS 逻辑实现并试验合格后投入正式运行；380V 除尘段采用逻辑实现380V 厂用电BZT，经试验合格后投入正式运行。

通过投运后半年的时间观察，DCS 逻辑BZT 回路共动作7 次，6 次成功，1 次失败，具体动作情况如表2所示。失败的原因是因为电压变送器的电源取自本身380V 工作电源的缘故，经过改进，问题已经得到了解决。

序号 动作地点 1 380V 除尘A 段 2 380V 除尘B 段 3 380V 除尘A 段 4 380V 除尘A 段 5 380V 除尘B 段 6 380V 工作ⅡA 段 7 380V 工作ⅡB 段 动作原因 动作结果6kV 工作电源失压 成功 6kV 工作电源失压 成功 380V 工作开关误跳 失败 除尘变高压侧开关跳闸 成功 除尘变高压侧开关跳闸 成功 6kV 工作电源失压 成功 6kV 工作电源失压 成功

6 结论

用DCS 逻辑来实现380V 厂用电BZT，用功能模块来取代继电器，用组态来实现传统电气二次回路的功能，是一次大胆有益的尝试，通过分析传统BZT 回路的功能，设计逻辑BZT 回路，现场做试验分析动作过程，加深了对DCS 逻辑功能的了解，对DCS 控制系统的应用范围有了新的认识，对DCS 控制系统在应用在电气控制回路中的利弊有了较为全面的认识。

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